空调系统中的电流调节的制作方法

1.本公开的示例性实施例涉及空调系统领域，并且更具体地，涉及空调系统中的电流调节。


背景技术：

2.空调系统已经从机械驱动的组件转变为电驱动的组件。电驱动的空调系统利用功率电子器件来生成适合于空调系统的各个组件的电功率。功率电子驱动器在开始操作时，由于输入电容的充电电流，导致其浪涌(inrush)电流远高于其稳态电流。这种浪涌电流可能会损坏组件，或者因为过电流保护而使驱动器无法操作。


技术实现要素：

3.根据一个实施例，一种空调系统包括：压缩机，它包括马达、冷凝器和蒸发器；驱动器，它包括向马达提供多相ac输出电压的逆变器；电流传感器，它配置成感应由逆变器所生成的输出电流；配置成与电流传感器和逆变器通信的控制器，该控制器配置成向逆变器提供电压命令，该控制器配置成执行包括以下操作的操作：监测由逆变器所生成的输出电流；将输出电流与阈值进行比较；当输出电流超过阈值时，确定发生了过电流状况；当检测到过电流状况时，降低对逆变器的电压命令。
4.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，进一步的实施例可包括，其中，如果未检测到过电流状况，则控制器配置成增加对逆变器的电压命令。
5.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，进一步的实施例可包括，其中，控制器配置成以逐步方式增加对逆变器的电压命令。
6.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，进一步的实施例可包括，其中，控制器配置成增加对逆变器的电压命令，直到对逆变器的电压命令达到上限为止。
7.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，进一步的实施例可包括，其中，降低对逆变器的电压命令包括按百分比降低对逆变器的电压命令。
8.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，进一步的实施例可包括，其中，降低对逆变器的电压命令包括将对逆变器的电压命令降低固定量。
9.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，进一步的实施例可包括，其中，对逆变器的电压命令对应于提供给逆变器的脉宽调制(pwm)信号的占空比。
10.根据另一个实施例，提供一种用于控制空调系统的方法，该空调系统包括：压缩机，它包括马达、冷凝器、蒸发器；和驱动器，它包括向马达提供多相ac输出电压的逆变器，该方法包括：监测由逆变器所生成的输出电流；将输出电流与阈值进行比较；当输出电流超过阈值时，确定发生了过电流状况；以及当检测到过电流状况时，降低对逆变器的电压命令。
11.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，该方法的进一步实施例可包括：当未检测到过电流状况时，增加对逆变器的电压命令。
12.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，该方法的进一步实施例可包括，其中，以逐步方式进行增加对逆变器的电压命令。
13.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，该方法的进一步实施例可包括，其中，增加对逆变器的电压命令包括：增加对逆变器的电压命令，直到对逆变器的电压命令达到上限为止。
14.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，该方法的进一步实施例可包括，其中，降低对逆变器的电压命令包括按百分比降低对逆变器的电压命令。
15.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，该方法的进一步实施例可包括，其中，降低对逆变器的电压命令包括将对逆变器的电压命令降低固定量。
16.除了本文所描述的特征中的一个或多个特征之外，或者作为备选，该方法的进一步实施例可包括，其中，对逆变器的电压命令对应于提供给逆变器的脉宽调制(pwm)信号的占空比。
17.根据另一个实施例，一种空调系统包括：压缩机，它包括马达、冷凝器和蒸发器；驱动器，它包括向马达提供多相ac输出电压的逆变器；电流传感器，它配置成感应由逆变器所生成的输出电流；配置成与电流传感器和逆变器通信的控制器，该控制器配置成向逆变器提供频率命令，该控制器配置成执行包括以下操作的操作：监测由逆变器所生成的输出电流；将输出电流与阈值进行比较；当输出电流超过阈值时，确定发生了过电流状况；当检测到过电流状况时，降低对逆变器的频率命令。
18.通过本公开的技术实现附加技术特征和有益效果。本公开的实施例和方面在本文中详细描述，并且被视为所要求保护的主题的一部分。为了更好地理解，参考详细描述和附图。
附图说明
19.以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相似的元件被相似地编号：
20.图1是示例实施例中的空调系统的框图；
21.图2是示例实施例中用于控制空调系统中的电流的过程的流程图；以及
22.图3用图形描绘了在示例实施例中控制空调系统中的电流。
具体实施方式
23.本文参考附图，通过示例而非限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。
24.图1为示例实施例中空调系统100的框图。空调系统100可以被配置成调节建筑物中的空气，诸如冷却器、屋顶单元、热泵等。空调系统100可被配置成调节冷藏环境的空气，诸如冷藏容器、冷藏拖车、冰箱/冰柜等。
25.空调系统100包括耦合到压缩机104的变速马达102。压缩机104包括叶轮/转子，该叶轮/转子旋转并将液体制冷剂压缩成过热制冷剂蒸汽，以用于输送到冷凝器106。在冷凝器106中，制冷剂蒸汽在高压下液化并释放热量(例如，在空气冷却应用中经由冷凝器风扇
释放到外部空气中)。离开冷凝器106的液体制冷剂通过膨胀阀107输送到蒸发器108。制冷剂穿过膨胀阀107，其中压力下降使得高压液体制冷剂实现液体和蒸汽的较低压力组合。当流体经过蒸发器108时，低压液体制冷剂蒸发，从流体中吸收热量，从而冷却流体并蒸发制冷剂。低压制冷剂再次被输送到压缩机104，在其中低压制冷剂被压缩成高压高温气体，并被输送到冷凝器106，以再次开始制冷循环。应当领会，虽然图1中示出了具体的空调系统，但是本教导可适用于任何空调系统。
26.如图1所示，压缩机104由耦合到驱动器101的变速马达102驱动，驱动器101包括交流(ac)-直流(dc)转换器200和dc-ac逆变器110。驱动器101由ac功率源177和dc功率源179中的一个或多个供电。ac功率源177可以是发动机驱动的发电机或ac电网(又称为市电)。来自ac功率源177的ac输入电压通过ac-dc转换器200供电。dc功率源179可以是电池或其它电荷存储装置。dc功率源179连接到ac-dc转换器200和dc-ac逆变器110之间的dc总线201。马达102可由ac功率源177、dc功率源179之一或两者的组合驱动。除了马达102之外，驱动器101还可为空调系统的其它组件(诸如蒸发器风扇、冷凝器风扇、电池充电器等)供电。
27.ac-dc转换器200包括用于跨dc总线201将来自ac功率源177的ac输入电压转换为dc电压的固态电子器件。转换器200可由控制器340使用控制信号进行控制。dc-ac逆变器110包括用于产生多相ac输出电压的固态电子器件。在一实施例中，dc-ac逆变器110将来自转换器200的dc电压以所需的频率和/或幅度转换为多相ac输出电压，以便驱动多相马达102。dc-ac逆变器110还可将来自dc功率源179的dc电压以所需的频率和/或幅度转换为多相ac输出电压，以便驱动多相马达102。dc-ac逆变器110可由控制器340使用控制信号(例如，pwm控制)进行控制。
28.控制器340可以使用通用微处理器来实现，所述通用微处理器运行存储在存储介质上的计算机程序以执行本文描述的操作。备选地，控制器340可以用硬件(例如asic、fpga)或硬件/软件的组合来实现。控制器340也可以是空调控制系统的部分。
29.控制器340操作逆变器110以便控制供应给马达102(或空调系统的其它负载)的电流。使用一个或多个传感器402来监测从逆变器110供应给马达102(或空调系统的其它负载)的电流。传感器402可位于逆变器110的输出端的一个相位或多个相位上。传感器402可通过有线和/或无线连接与控制器340通信。
30.图2是用于控制由逆变器110输出的电流的过程的流程图。通过控制由逆变器110输出的电流，控制器340可以避免出现高浪涌电流，高浪涌电流可能会损坏驱动器101中的功率电子器件，或导致驱动器101由于内部保护而关闭。
31.当逆变器110通电时，图2的过程在502开始。在504，控制器340确定是否检测到过电流状况。控制器340通过使用(一个或多个)传感器402监测逆变器110的输出电流来检测过电流状况。控制器340将逆变器110的输出电流与电流阈值进行比较。如果输出电流小于电流阈值，则过程流到506。
32.在506，控制器340确定电压命令vcmd是否小于上限。将电压命令vcmd从控制器340提供给逆变器110，以调节逆变器110的输出电压。电压命令可表示为例如0到1的数值范围。0到1的电压命令范围可对应于用于控制逆变器110中的开关的脉宽调制(pwm)信号的0％到100％的占空比。0的电压命令对应于占空比0％以及逆变器110的最小输出电压。1的电压命令对应于占空比100％以及逆变器110的最大输出电压。
33.如上所述，在506，控制器340确定电压命令vcmd是否小于上限，例如1。如果电压命令vcmd小于上限，则流程继续进行至508，在508，控制器340将电压命令vcmd增加步长值(例如，占空比增加0.1或10％)。以这种方式，控制器340随时间逐步斜升(ramp up)逆变器110的输出电压。在506，如果电压命令vcmd已经达到上限，例如1，那么流程继续进行至510。
34.在510，控制器340确认逆变器110仍开启。如果在510逆变器没有开启，则过程在512结束，并在逆变器110再次打开时重新开始。如果在510，逆变器110是开启的，则流程返回到504，在504，控制器340确定是否检测到过电流状况。如果逆变器110的输出电流大于电流阈值，则在504处检测到过电流状况，并且流程继续进行至514，在514，控制器340降低电压命令vcmd。电压命令vcmd可按当前值的百分比降低，例如，降低至当前电压命令的0.5倍，如在514中所示。在其它实施例中，电压命令vcmd可降低固定量，例如，占空比降低0.3或30％。
35.图3示出了图2的过程的示例。图3描绘了逆变器电压命令vcmd相对于时间以及逆变器输出电流相对于时间。逆变器电压命令vcmd在6秒内从0％增加到75％。在第6秒的时间，出现过电流状况，如图3中在1处所示。响应于过电流状况，控制器340将逆变器电压命令vcmd从75％降低到37.5％，如在图3的2处所示。然后，控制器340以逐步方式增加逆变器电压命令vcmd，如在图3中在3处所示。
36.在另一个实施例中，当检测到过电流状况时，控制器340控制逆变器110的输出的频率。逆变器110的输出的频率的控制以与如图2中所示的过程类似的方式操作。取代调整电压命令vcmd，控制器340调整频率命令fcmd，由此控制逆变器110的输出的频率。与图2中的过程类似，可在514降低频率命令fcmd(响应于过电流状况)，然后以逐步方式增加，直到达到上限为止。在其它实施例中，根据图2中的过程控制电压命令vcmd和频率命令fcmd两者。
37.本公开的实施例提供了一种用于降低浪涌电流的峰值电流的浪涌电流处置方法。这允许驱动器通过浪涌电流运行，而不会触发关闭或损坏驱动器中的装置。
38.本文使用的技术术语仅出于描述特定实施例的目的，并不意在限制本公开。本文所用的单数形式“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，术语“包括”当在本说明书中使用时，规定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或者添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件组件和/或其群组。
39.虽然已参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但本领域技术人员将理解，可进行各种改变，并且可在不脱离本公开的范围的情况下用等效物代替元件。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情形或材料适应本公开的教导。因此，意图的是本公开并不限于设想用于实行本公开的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求书范围内的所有实施例。

技术特征：
1.一种空调系统，包括：压缩机，它包括马达、冷凝器和蒸发器；驱动器，它包括向所述马达提供多相ac输出电压的逆变器；电流传感器，它配置成感应由所述逆变器所生成的输出电流；配置成与所述电流传感器和所述逆变器通信的控制器，所述控制器配置成向所述逆变器提供电压命令，所述控制器配置成执行包括以下操作的操作：监测由所述逆变器所生成的所述输出电流；将所述输出电流与阈值进行比较；当所述输出电流超过所述阈值时，确定发生了过电流状况；当检测到过电流状况时，降低对所述逆变器的所述电压命令。2.如权利要求1所述的空调系统，其中，如果未检测到过电流状况，则所述控制器配置成增加对所述逆变器的所述电压命令。3.如权利要求2所述的空调系统，其中，所述控制器配置成以逐步方式增加对所述逆变器的所述电压命令。4.如权利要求3所述的空调系统，其中，所述控制器配置成增加对所述逆变器的所述电压命令，直到对所述逆变器的所述电压命令达到上限为止。5.如权利要求1所述的空调系统，其中，降低对所述逆变器的所述电压命令包括按百分比降低对所述逆变器的所述电压命令。6.如权利要求1所述的空调系统，其中，降低对所述逆变器的所述电压命令包括将对所述逆变器的所述电压命令降低固定量。7.如权利要求1所述的空调系统，其中，对所述逆变器的所述电压命令对应于提供给所述逆变器的脉宽调制(pwm)信号的占空比。8.一种控制空调系统的方法，所述空调系统包括：压缩机，它包括马达、冷凝器、蒸发器；和驱动器，它包括向所述马达提供多相ac输出电压的逆变器，所述方法包括：监测由所述逆变器所生成的输出电流；将所述输出电流与阈值进行比较；当所述输出电流超过所述阈值时，确定发生了过电流状况；以及当检测到过电流状况时，降低对所述逆变器的电压命令。9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：当未检测到过电流状况时，增加对所述逆变器的所述电压命令。10.如权利要求9所述的方法，其中，以逐步方式进行增加对所述逆变器的所述电压命令。11.如权利要求10所述的方法，其中，增加对所述逆变器的所述电压命令的所述步骤包括：增加对所述逆变器的所述电压命令，直到对所述逆变器的所述电压命令达到上限为止。12.如权利要求8所述的方法，其中，降低对所述逆变器的所述电压命令包括按百分比降低对所述逆变器的所述电压命令。13.如权利要求8所述的方法，其中，降低对所述逆变器的所述电压命令包括将对所述逆变器的所述电压命令降低固定量。14.如权利要求8所述的方法，其中，对所述逆变器的所述电压命令对应于提供给所述
逆变器的脉宽调制(pwm)信号的占空比。15.一种空调系统，包括：压缩机，它包括马达、冷凝器和蒸发器；驱动器，它包括向所述马达提供多相ac输出电压的逆变器；电流传感器，它配置成感应由所述逆变器所生成的输出电流；配置成与所述电流传感器和所述逆变器通信的控制器，所述控制器配置成向所述逆变器提供频率命令，所述控制器配置成执行包括以下操作的操作：监测由所述逆变器所生成的所述输出电流；将所述输出电流与阈值进行比较；当所述输出电流超过所述阈值时，确定发生了过电流状况；当检测到过电流状况时，降低对所述逆变器的频率命令。

技术总结
一种空调系统，包括：压缩机，它包括马达、冷凝器和蒸发器；驱动器，它包括向马达提供多相AC输出电压的逆变器；电流传感器，它配置成感应由逆变器所生成的输出电流；配置成与电流传感器和逆变器通信的控制器，该控制器配置成向逆变器提供电压命令，该控制器配置成执行包括以下操作的操作：监测由逆变器所生成的输出电流；将输出电流与阈值进行比较；当输出电流超过阈值时，确定发生了过电流状况；当检测到过电流状况时，降低对逆变器的电压命令。降低对逆变器的电压命令。降低对逆变器的电压命令。


技术研发人员：申宰圭 佘煦 I
受保护的技术使用者：开利公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/7/12